轮胎起重机稳定性支腿反力计算

1、轮胎起重机稳定性、支腿反力计算1、基本符号及参数回转支承以下结构自重(不包含回转支承自重)mg1,重心坐标Xg1, Yg1, Zg1,风力作用面积及中心高areaw1x， Zw1x， areaw1y， Zw1y。回转支承下安装面高度 Hz21(支腿)，hz211 (轮胎)支腿纵向间距s支腿横向间距b回转中心线相对于支承面形心的偏心距ex， ey。坡度角angleps，anglepb。采用轮胎支撑援用支腿纵横向间距概念，轴距LS,轮距LB。计算基准：回转中心线、支腿支承面/ 轮胎支承面。回转支承以上固定部分结构自重mg21,重心坐标 Xg21, Yg21, Zg21,风力作用：areaw21x，

2、 Zw21x， areaw21y， Zw21y， xw21y。回转支承以上摆动部分结构自重mg2b重心坐标 Xg2b, Yg2b, Zg2b,风力作用：areaw2bx， Zw2bx， areaw2by， zw2by， xw2by。回转支承以上结构自重 mg2重心坐标 Xg2, Yg2, Zg2,风力彳用：areaw2x, Zw2x, areaw2y， zw2y， xw2y。臂架下铰点坐标Xb， Yb， Zb。计算基准：回转中心线、回转支承下安装面。不包括取物装置(吊钩等)。臂架长度L0(i) ， 质量、重心及迎风面积mgb(i) ， xgb(i) ， ygb(i) ， zgb(i) ，are

3、awgbx(i) ， xwgbx(i) ， areawgby(i) ， xwgby(i) 。基准：对臂架尾部铰点及纵轴线。头部结构尺寸L11， L12 ， L13。臂架头部等效质mgbeq有效起升载荷mgq。吊钩质量mgd。动滑轮组、拉臂绳质量及长度 mgdh mgdk(i) , ldk (i )n回转速度rpm , Time2回转起制动时间s。Angle臂架仰角Angleaal臂架平面内货物偏摆角，Angleaa2垂直臂架平面货物偏摆角自重冲击系数coffwl 0起升动载系数coffw2。vhs, vrs起升、变幅单纯纯速。mhs, mrs钢丝纯单位长度质量。货物悬挂高度Hzq。上车臂架轴线

4、与底架纵向轴线的夹角 anglebx。2、整机重心及迎风面计算整机重心(计算基准为回转中心线，支承面)臂架Xgb1=xb xgb(i) cos(angle) zgb(i) sin(-angle)Zgb1=zb zgb(i) cos(-angle) -xgb(i) sin(angle)Ygb1=ygb(i)变幅拉臂绳组Xk=xb (l0(i) -112) cos(-angle) 113 sin( -angle) zk=zb 113 cos(-angle) -(l 0(i) -112) sin( -angle) lkm= . (xk -xm)areaw 2 y (zk - zm)2 zk - zm

5、、 angkmh=atan()xk - xmmgrs=(lkm -Jdk(i) ar mrs 变幅动滑轮组总质量mgdrMgdr=mgrs mgdh mgdk(i)Xgdr=5/16xm(lkm -ldk(i)(2mgrs mgdh (lkm Tdk(i) mgdk(i) (lkmldk2)cos(angkm h)mgdrZgdr=ldk(i)父sin(angkm h) 2Xg2b=(-km-ldk(i) mgrs mgdh (lkm -ldk(i) mgdk(i) (lkmZg2b二mgb(i) zgbl mgdr zgdrYg2b=mgb(i) ygb1 mg2b mg2bAreaw2 b

6、x=areawgbx(i) sin( angle)Areaw2by=areawgby (i)Zw2bx=zb xwgbx(i) sin(angle)Zw2by=zb xwgby(i) sin(angle)Xw2by=xb xwgby(i) cos(angle)(变幅纯及动滑轮组迎风面积忽略不计)上车重心及迎风面积（不含起升吊钩、起升钢丝绳）Mg2=mg21 mg2b16/16Xg2=xg21 mg21 xg2b mg2bmg2Yg2=yg21 mg21 yg2b mg2b mg2Zg2=zg21 mg21 zg2b mg2bmg2Areaw2x=areaw21x areaw2bxAreaw2y

7、=areaw 21y areaw2byc areaw21x zw21x areaw2bx zw2bxZw2x=areaw 2xZw2y=areaw21y zw21y areaw2by zw2byareaw2 yxw2y=areaw21y xw21y areaw2by xw2byXg二mg1 xg1 mg2 (xg2 cos(-anglebx) yg2 sin(-anglebx)mg1 mg2Yg=mg1 yg1 mg 2 (yg2 cos(-anglebx) - xg2 sin(-anglebx)mg1 mg2Zg=mg1 zg1 mg2 (hz21 zg2)mg1 mg 2mgbeq= mg

8、b(i) xgb(i)对倾覆边 CD anglebx=180 s9.8 kmg (mg1 mg2) ( ex xg) cos(angleps) - zg sin(angleps) Mwcd1=2s-9.8 kmq mq (r - -ex) cos(angleps) - hzq sin(angleps)2对倾覆边 AD anglebx=270b9.8 kmg (mg1 mg2) ( ey yg) cos(anglepb) -zg sin(anglepb) Mwad1=2b一9.8 kmq mq (r - -ey) cos(anglepb) hzq sin(anglepb) 2支腿工况，四个方位k

9、mg=1.0Kmq=.25 0.1 .mq带载运行，前进或后退方向二个方位，anglebx=0、180kmg=1.0Kmq=.33 0.1 m1gbeqmq3.2、工作稳定性带载回转，风顺臂架方向(2 二 n)2 r . 0.5 q2 angleaa1= atan( 601000 )2 二 n 29.8 -0.4 hzq ()260货物悬挂长度取为0.4倍货物悬挂点高度值。对倾覆边AB anglebx=0s9.8 kmg (mg1 mg2) (-ex-xg) cos(angleps) -zg sin(angleps) 2S一9.8 kmq mq (r - ex) cos(angleps) hz

10、q sin(angleps)2Mwab2=kw (areawlx zwlx areaw2x (hz21 zw2x) c q-9.8 kh mq hzq tan(angleaal)一 kh (figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgbl) fig 21 (hz21 zg21)Figdr= mgdr xgdrFigb=mgb(i) xgb1Fig21=mg21 xg212(2 二 n)36002 (2 、： 、n)36002(2x以万n)3600对倾覆边BC anglebx=90b9.8 kmg (mg1 mg2) (一-ey-yg) cos(anglepb)。zg sin(

11、anglepb) 2一一一. b . -9.8 kmq mq (r ey) cos(anglepb)-hzq sin(anglepb) 2Mwbc2=kw (areaw1 y zw1y areaw2x (hz21 zw2x) c q-9.8 kh mq hzq tan(angleaa1)一kh (figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgb1) fig 21 (hz21 zg21)对倾覆边 CD anglebx=1809.8 kmg (mg1 mg2) ( ex xg) cos(angleps) -zg sin(angleps) 2c c ,， S 、，、，.，、- 9.8

12、 kmq mq (r - -ex) cos(angleps) hzq sin(angleps) 2Mwcd2=kw (areaw1x zw1x areaw2x (hz21 zw2x) c q- 9.8 kh mq hzq tan(angleaa1)- kh (figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgb1) fig 21 (hz21 zg21)对倾覆边 AD anglebx=270b9.8 kmg (mg1 mg2) ( ey yg) cos(anglepb) -zg sin(anglepb) 2一一一. b . 一9.8 kmq mq (r - - -ey) cos(an

13、glepb) hzq sin(anglepb) 2Mwad2=kw (areawly zwly areaw2x (hz21 zw2x) c q-9.8 kh mq hzq tan(angleaa1)一kh (figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgb1)fig 21 (hz21 zg21)支腿工况，四个方位。kmg=1.0Kmq=1.1kw=1.0kh=1.0带载运行，前进/后退方向二个方位，anglebx=0/180。运行速度大于0.4m/s ,水平良 好路面，不考虑货物偏摆及回转离心力。elx,ely回转中心线相对于轮胎支撑点连线面形心的偏心距kmg=1.0kmq=1

14、.33kw=1.0带载运行的稳定性单独计算，由稳定性及车桥轴荷条件限制。3.3、 防后倾覆稳定性A起重机配备基本臂，位于最小幅度，上车与下车成90度夹角。B起重机配备最长臂，位于最大幅度，上车与下车成90度夹角。计算两种工况，重心落在轮胎支撑面连线内，距离最远边不超过0.8Ls或0.8Lb。3.4、 带载运行稳定性前进或后退方向。前桥轴线或后桥（中后桥）轴线为倾覆边。轴距：Ls,对中后桥（双桥），为双桥轴线中分线之间的间距轮距：Lb前桥到回转中心的距离：Lq1对前桥轴线边AB:9.8 kmg (mg1 mg2) (lq1 - xg) Mwab4=9.8 kmq mq (r -lq1)对后桥（中

15、后桥）轴线边CD9.8 kmg (mg1 mg2) (Is-(lq1 - xg)Mwcd4=-9.8 kmq mq (r -(ls -lq1)前进方向吊载前桥轴荷:qiaohe1 二9.8 (mg1 mg2) (ls - lq1 xg) 9.8 mq rlsls后桥轴荷:qiaohe2= 9.8 (mg1 mg2) (lq1 -xg) _ 9.8 mq rlsls后退方向吊载前桥轴荷:Zhouhe1=9.8 (mg1 mg2) (lzj -lq1 xg) 9.8 mq rlsls后桥轴荷：ZhOUhe2=9.8 (mg1 mg2) (lq1-xg) , 9.8 mq r lsls4、支腿垂直支

16、撑反力按刚性车架计算模型计算回转中心相对与支腿支撑点连线几何中心的偏心距分别为ex、ey （带位置正负号）垂直力及垂直力的作用力矩向回转中心简化计算， 水平力的作用力矩向通过支撑面且 平行于座标轴的轴线简化。力矩方向规定按右手规则指向座标轴正向为正。水平力顺座标轴正向为正。外载荷及 自重载荷垂直向下为正。支腿反力垂直向上为正。上车自重回转离心力及变幅运动惯性力较小，计算支腿反力时忽略不计。4.1、 四支点支腿垂直反力R4fa=Gm(-ex)X1 ey Mx(一).可2s2 b 2 b2 sR4fb=Gm(-ex)X1 ey Mx()-,地2s2 b 2 b2 sR4fc= Gm(-ex一)X（

17、1 .当一出My2s2 b 2 b2 sR4fd=Gm（工ex一)X(工ey) .出My2s2 b 2 b2 s其中：Gm垂直载荷Mx绕座标轴x轴的力矩My绕座标轴y轴的力矩垂直载荷：Gmcoffwl (mg1 mg2) 9.8 coffw2 mq 9.8倾覆力矩：I- coffwl 9.8 mg1 (yg1 cos(anglepb) zg1 sin(anglepb)Mgx=- coffwl 9.8 mg2 (yg2bx cos(anglepb) (zg2bx hz21) sin(anglepb)coffwl 9.8 mg1 (xg1 cos(angleps) zg1 sin(angleps)

18、Mgy=coffw1 9.8 mg2 (xg2bx cos(angleps) (zg2bx hz21) sin(angleps)起升载荷Mqx=-coffw2 9.8 mq (r sin(anglebx) cos(anglepb) hzq sin(anglepb)Mqy=coffw2 9.8 mq (r cos(anglebx) cos(angleps) hzq sin(angleps)货物偏摆变幅平面内货物摆动，angleaa1 ,外摆。Maa1x=-mq 9.8 tan(angleaa1) sin(anglebx) hzqMaa1y=mq 9.8 tan(angleaa1) cos(ang

19、lebx) hzq垂直臂架平面内货物摆动，angleaa2,逆时针摆动。Maa2x=-mq 9.8 tan(angleaa 2) cos(anglebx) hzqMaa2y=-mq 9.8 tan(angleaa 2) sin(anglebx) hzq风载荷，风顺臂架方向-c q areaw2x (zw2x hz21) sin(anglebx)- c q sin(anglebx) areaw1y zw1y Mwx=二c q sin(anglebx) (areawly zwly areaw2x (zw2x hz12)c q cos(anglebx) areawlx zwlxMwy=c q are

20、aw2x (zw2x hz12) cos(anglebx)=c q cos(anglebx) (areawlx zwlx areaw2x (zw2x hz12)离心力Mix= -(figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgbl) fig 21 (hz21 zg21) sin(anglebx)Miy=( figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgbl) fig 21 (hz21 zg21) cos(anglebx)n . 八 ，2 >7. > n r、Angleaa2= a tan()9.8 timesst上车重心，相对于底架纵向中心线。Xg2

21、bx=xg2 cos(-anglebx) yg2 sin(-anglebx)Yg2bx=yg2 cos( -anglebx) - xg2 sin( -anglebx)Zg2bx=zg2起吊试验载荷时，不考虑货物偏摆及离心力、风载荷。Coffw1=1.0Coffw2=1.25起吊工作载荷时，Coffw1=1.05Coffw2=1.1 0.34 0.5 vh4.2、 三支点支腿垂直反力A、B、C三点受力，臂架方位位于三支点与回转中心线连线的角度范围内。1ex1eyMxR3fa=Gm ()()1 ex、,1ey、MxMyR3fb=Gm>(一 ) ( )-2 s2bbs1ex、MyR3fc=Gm

22、 ( -)- 2ss4.3、 水平方向支腿反力按照刚性车架模型计算。下车的水平力作用线通过支撑面形心。上车的水平力及上车 对车架的力矩通过回转中心线作用在车架上。计算简图如下。4.3.1、 外力上车对车架的力矩MzMz等于回转机构对上车的驱动力矩，包括货物偏摆，坡度及摩擦阻力的作用。回转起 制动时，作用力矩最大，可按回转起动或制动时的最大力矩计算作用力矩。车架自身所受水平力F1x=areaw1xXcXqXcos (anglebx) +9.8Xmg1xsin (angleps )F1y=areaw1yXcXqXsin (anglebx) +9.8Xmg1xsin (anglepb)上车对车架的水

23、平力上车水平力方向随臂架方向随时在变化，计算时以转台-臂架纵轴线为基准计算，风顺臂架方向。F2x=areaw2xX c x q x cos(anglebx)+9.8 x mg2x sin (angleps )+9.8 x mqx (tan (angleaa1 ) x cos(anglebx)-tan(angleaa2) x sin(anglebx)F2y=areaw2xX c x q x sin(anglebx)+9.8 x mg2x sin (anglepb )+9.8 x mqx (tan (angleaa1 ) x sin(anglebx)+tan(angleaa2) x cos(ang

24、lebx)回转力矩作用引起的水平力Fz四支点受力情况。MzF4z=2% s2 b20 =atan(b/s)三支点受力情况，A C支腿承受外力炬的作用。F3z=_MZ 一s2 b24.3.2、 支腿所受水平力四支点支撑情况UAF4ax=1 Fix - F2x (- -ey) - F4z sinQ) 422 b111 ex、.，、F4ay=- F1y F2y (一 一)-F4z cos(r) 422 sey) F4z sin bex、.，、一)-F4z cos(1) s一, 111F4bx=-F1x-F2x(422i 111F4by= F1y F2y (422F4cx= - F1x - F2x (- ey) F4z sin 422 bF4cy=1 F1y - F2y (1 - ex) F4z cos 422 s111 ev、F4dx=F1x F2x (-)- F4z sin422 b111 ex、,，.、F4dy= F1y F2y (- - -) F4z cos 422 s4.3.3、 三支点支撑情况柏5